JPH0610410B2 - エンジンのスモーク低減方法 - Google Patents
エンジンのスモーク低減方法Info
- Publication number
- JPH0610410B2 JPH0610410B2 JP26359087A JP26359087A JPH0610410B2 JP H0610410 B2 JPH0610410 B2 JP H0610410B2 JP 26359087 A JP26359087 A JP 26359087A JP 26359087 A JP26359087 A JP 26359087A JP H0610410 B2 JPH0610410 B2 JP H0610410B2
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- Japan
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- temperature
- trap device
- butterfly valve
- exhaust pressure
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は建設機械用ディーゼルエンジンのスモーク低減
方法に関する。
方法に関する。
［従来の技術およびその問題点］ 従来、トンネル等の閉所で稼動するディーゼルエンジン
を搭載した建設機械には、ＨＣ，ＣＯ等の排ガス中の有
害成分を酸化除去するためにいわゆる触媒マフラが装着
されている。しかしながら、従来の触媒マフラは排ガス
中の黒煙粒子までは除去できず大気中に放出しているの
が実状である。これを防止すべくフィルタ等で捕捉する
ことは試みられてきたが、目詰りを取るためには黒煙粒
子を燃焼させる必要がある。しかしながら、排ガス過度
からは必ずしも十分な燃焼温度が得られないので特別な
加熱装置を設ける必要があり、このため装置が大がかり
となりかつコントロールも複雑となる。また、排ガスを
水中を通して黒煙を除去する従来技術もあるが、水タン
クの容量の問題や蒸気発生等の問題がある。
を搭載した建設機械には、ＨＣ，ＣＯ等の排ガス中の有
害成分を酸化除去するためにいわゆる触媒マフラが装着
されている。しかしながら、従来の触媒マフラは排ガス
中の黒煙粒子までは除去できず大気中に放出しているの
が実状である。これを防止すべくフィルタ等で捕捉する
ことは試みられてきたが、目詰りを取るためには黒煙粒
子を燃焼させる必要がある。しかしながら、排ガス過度
からは必ずしも十分な燃焼温度が得られないので特別な
加熱装置を設ける必要があり、このため装置が大がかり
となりかつコントロールも複雑となる。また、排ガスを
水中を通して黒煙を除去する従来技術もあるが、水タン
クの容量の問題や蒸気発生等の問題がある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の欠点を除去すべくなされたものであ
って、このため本発明による建設機械用ディーゼルエン
ジンのスモーク低減方法は、エンジン排気系に、内部通
路壁に黒煙の燃焼温度を低下せしめる触媒を担持された
ハニカム構造のセラミックトラップアッセンブリを含む
黒煙粒子捕集用のトラップ装置を介装し；該トラップ装
置の入口部に圧力センサを設け；エンジンの回転センサ
からの速度信号よりトラップ装置の排圧規定範囲をもと
め、該排圧規定範囲と前記圧力センサからの排圧とを比
較し、いかなる運転状態においても当該トラップ装置内
の排圧が該排圧規定範囲の規定上限値を越えた際にエン
ジンの吸気系に組込んだバタフライバルブを絞り、排圧
が規定下限値以下となった場合に該バタフライバルブを
全開させることによりトラップ装置内の黒煙粒子の燃焼
速度をコントロールすることを特徴とする。
って、このため本発明による建設機械用ディーゼルエン
ジンのスモーク低減方法は、エンジン排気系に、内部通
路壁に黒煙の燃焼温度を低下せしめる触媒を担持された
ハニカム構造のセラミックトラップアッセンブリを含む
黒煙粒子捕集用のトラップ装置を介装し；該トラップ装
置の入口部に圧力センサを設け；エンジンの回転センサ
からの速度信号よりトラップ装置の排圧規定範囲をもと
め、該排圧規定範囲と前記圧力センサからの排圧とを比
較し、いかなる運転状態においても当該トラップ装置内
の排圧が該排圧規定範囲の規定上限値を越えた際にエン
ジンの吸気系に組込んだバタフライバルブを絞り、排圧
が規定下限値以下となった場合に該バタフライバルブを
全開させることによりトラップ装置内の黒煙粒子の燃焼
速度をコントロールすることを特徴とする。
［作 用］ コントローラがその都度のエンジン回転数よりトラップ
装置内の排圧規定範囲を算出する。該排圧規定範囲は、
建設機械の実稼動に実質的な影響を及ぼさないエンジン
出力低下の割合（例えば０〜５％程度）に相当するよう
にその上下限が決められる。実稼動中、圧力センサから
の排圧が上記規定範囲内にある場合はトラップ装置によ
り捕集された黒煙粒子は排ガスによって燃焼される。建
設機械の実稼動ではトラップ装置直前の排気温度が５０
０℃を越える機会は多く、トラップ装置に捕集された黒
煙は触媒の作用で燃焼温度を低下せしめられるために実
稼動中に十分燃焼可能である。しかし低速稼動が続くな
どして黒煙粒子がトラップ装置内に蓄積して排圧が規定
上限値を越えると、アクチュエータがバタフライバルブ
を絞り、これによってトラップ装置内の温度を上昇させ
黒煙の燃焼速度を促進させる。圧力センサからの排圧が
規定下限値以下に低下すると、アクチュエータはバタフ
ライバルブを全開させ、通常運転状態に復帰させる。こ
れによって、実稼動に実質的に影響を及ぼすことなく、
かつ特別な加熱装置を必要とすることなく排ガスによっ
て黒煙粒子をコントロール可能に燃焼させることができ
る。またセラミックトラップアッセンブリを建設機械に
組み込んだままトラップ装置を再生することができるの
で装置のサービス性と耐久性とを向上させることができ
る。
装置内の排圧規定範囲を算出する。該排圧規定範囲は、
建設機械の実稼動に実質的な影響を及ぼさないエンジン
出力低下の割合（例えば０〜５％程度）に相当するよう
にその上下限が決められる。実稼動中、圧力センサから
の排圧が上記規定範囲内にある場合はトラップ装置によ
り捕集された黒煙粒子は排ガスによって燃焼される。建
設機械の実稼動ではトラップ装置直前の排気温度が５０
０℃を越える機会は多く、トラップ装置に捕集された黒
煙は触媒の作用で燃焼温度を低下せしめられるために実
稼動中に十分燃焼可能である。しかし低速稼動が続くな
どして黒煙粒子がトラップ装置内に蓄積して排圧が規定
上限値を越えると、アクチュエータがバタフライバルブ
を絞り、これによってトラップ装置内の温度を上昇させ
黒煙の燃焼速度を促進させる。圧力センサからの排圧が
規定下限値以下に低下すると、アクチュエータはバタフ
ライバルブを全開させ、通常運転状態に復帰させる。こ
れによって、実稼動に実質的に影響を及ぼすことなく、
かつ特別な加熱装置を必要とすることなく排ガスによっ
て黒煙粒子をコントロール可能に燃焼させることができ
る。またセラミックトラップアッセンブリを建設機械に
組み込んだままトラップ装置を再生することができるの
で装置のサービス性と耐久性とを向上させることができ
る。
［実 施 例］ 以下、本発明の好適な実施例を添付図面に沿って説明す
る。
る。
第１図は、本発明方法を実施するための装置例を示す概
略図で、同図において１は車両エンジン、３は該車両エ
ンジンの吸気系および排気系に接続されたターボチャー
ジャ、５は該エンジンの吸気系に組み込まれたバタフラ
イバルブ、７は該バタフライバルブを開閉制御するアク
チュエータ即ちソレノイドバルブ、９はプレクリーナ
ー、１１はエアフィルター、１３はエンジンの排気系に
介装されたトラップ装置、１５は該トラップ装置内に組
み込まれた単数または複数（図示例では２個）のセラミ
ックトラップアッセンブリ、１７は該トラップ装置の入
口の排気圧を検知する圧力センサ、１９は該トラップ装
置の入口の温度を検知する温度センサ、２１はエンジン
の回転センサ、２３は回転センサ２１からの信号にもと
づきトラップ装置内の排圧規定範囲をもとめ、これと圧
力センサ１７からの信号とを比較しまた温度センサ１９
からの信号をあらかじめ設定した上限温度および許容温
度と比較し、これに応じてバタフライバルブ５を開閉す
るようアクチュエータ７を作動するコントローラ、２５
はコントローラを自動再生モードと手動再生モードとの
間で切り換えるモード切り換えスイッチ、２７はコント
ローラが手動再生モードにある際にバタフライバルブを
開閉制御するマニュアル再生スイッチ、２９はトラップ
装置の排圧状態および温度状態をオペレータに知らせる
インジケータをそれぞれ示す。
略図で、同図において１は車両エンジン、３は該車両エ
ンジンの吸気系および排気系に接続されたターボチャー
ジャ、５は該エンジンの吸気系に組み込まれたバタフラ
イバルブ、７は該バタフライバルブを開閉制御するアク
チュエータ即ちソレノイドバルブ、９はプレクリーナ
ー、１１はエアフィルター、１３はエンジンの排気系に
介装されたトラップ装置、１５は該トラップ装置内に組
み込まれた単数または複数（図示例では２個）のセラミ
ックトラップアッセンブリ、１７は該トラップ装置の入
口の排気圧を検知する圧力センサ、１９は該トラップ装
置の入口の温度を検知する温度センサ、２１はエンジン
の回転センサ、２３は回転センサ２１からの信号にもと
づきトラップ装置内の排圧規定範囲をもとめ、これと圧
力センサ１７からの信号とを比較しまた温度センサ１９
からの信号をあらかじめ設定した上限温度および許容温
度と比較し、これに応じてバタフライバルブ５を開閉す
るようアクチュエータ７を作動するコントローラ、２５
はコントローラを自動再生モードと手動再生モードとの
間で切り換えるモード切り換えスイッチ、２７はコント
ローラが手動再生モードにある際にバタフライバルブを
開閉制御するマニュアル再生スイッチ、２９はトラップ
装置の排圧状態および温度状態をオペレータに知らせる
インジケータをそれぞれ示す。
上記トラップ装置１３に組み込まれるセラミックトラッ
プアッセンブリ１５は、第２図および第３図に示すよう
に、全体がほぼ円筒状をなしかつ内部に多数の通路をふ
くむセラミック材材料よりなるハニカム構造のセラミッ
クトラップ３１を含む。該セラミックトラップ３１に用
いるセラミック材料は耐熱性がよく自動車の排ガス浄化
用コンバータ等で実績のあるコージライト系セラミック
を使用するのが望ましい。内部の通路３３は入口と出口
とを交互に目封じ材３５にて閉じてあり、これにより排
ガスは通路の多孔質薄壁３７を図示矢印のように通過
し、排ガス中の黒煙粒子はこの多孔質薄壁で捕集され
る。捕集された黒煙粒子はセラミックトラップを目づま
りさせるため、この黒煙粒子を燃焼させてセラミックト
ラップを再生させる必要があるが、このためセラミック
トラップ内を黒煙粒子の燃焼反応温度まで上昇させねば
ならない。しかしながら、セラミックトラップ内の排ガ
ス温度をこのように上昇させるにはバーナやヒータ等の
他の機器を使用しなければならず、装置が複雑となりか
つ取り扱いが面倒になる。そこで、本発明ではセラミッ
クトラップ３１の多孔質薄壁３７に黒煙粒子の燃焼反応
温度を低下させる触媒を担持せしめ、排ガスにて黒煙粒
子を燃焼させるようにした。上記の触媒としては黒煙粒
子の燃焼温度を低下させる一方、イオウ成分の生成を抑
制し、またＨＣやＣＯ等の有害成分を酸化させる成分を
も含む白金系の触媒であることが望ましい。この触媒を
例えばセラミックトラップの多孔質側壁にコーチングさ
れたアルミナによって担持させる。実験によれば触媒の
使用により黒煙粒子は４３０℃前後で燃焼することが確
認できたが、この温度は実機の実稼動ではかなりの頻度
で出現する温度であり、自己再生が十分可能である。
プアッセンブリ１５は、第２図および第３図に示すよう
に、全体がほぼ円筒状をなしかつ内部に多数の通路をふ
くむセラミック材材料よりなるハニカム構造のセラミッ
クトラップ３１を含む。該セラミックトラップ３１に用
いるセラミック材料は耐熱性がよく自動車の排ガス浄化
用コンバータ等で実績のあるコージライト系セラミック
を使用するのが望ましい。内部の通路３３は入口と出口
とを交互に目封じ材３５にて閉じてあり、これにより排
ガスは通路の多孔質薄壁３７を図示矢印のように通過
し、排ガス中の黒煙粒子はこの多孔質薄壁で捕集され
る。捕集された黒煙粒子はセラミックトラップを目づま
りさせるため、この黒煙粒子を燃焼させてセラミックト
ラップを再生させる必要があるが、このためセラミック
トラップ内を黒煙粒子の燃焼反応温度まで上昇させねば
ならない。しかしながら、セラミックトラップ内の排ガ
ス温度をこのように上昇させるにはバーナやヒータ等の
他の機器を使用しなければならず、装置が複雑となりか
つ取り扱いが面倒になる。そこで、本発明ではセラミッ
クトラップ３１の多孔質薄壁３７に黒煙粒子の燃焼反応
温度を低下させる触媒を担持せしめ、排ガスにて黒煙粒
子を燃焼させるようにした。上記の触媒としては黒煙粒
子の燃焼温度を低下させる一方、イオウ成分の生成を抑
制し、またＨＣやＣＯ等の有害成分を酸化させる成分を
も含む白金系の触媒であることが望ましい。この触媒を
例えばセラミックトラップの多孔質側壁にコーチングさ
れたアルミナによって担持させる。実験によれば触媒の
使用により黒煙粒子は４３０℃前後で燃焼することが確
認できたが、この温度は実機の実稼動ではかなりの頻度
で出現する温度であり、自己再生が十分可能である。
このようなセラミックトラップ３１は、第４図に示すよ
うに、周囲を熱膨張シールやワイヤメッシュ等の緩衝材
３９で巻きさらにその上を金属の外筒４１で覆ってトラ
ップアッセンブリ１５とし、このトラップアッセンブリ
１５を単数または複数個（図示例では２個）第５図に示
すように、排気装置の入口側マニホールド部分４３と出
口側マニホールド部分４５のフランジ４３ａ，４５ａ間
に挟み込み、必要に応じてスペーサを介してこれを複数
個のボルト、ナット４７で固定する。セラミックトラッ
プ３１は割れやすく、熱膨張シールやワイヤメッシュ等
の緩衝材３９で防振的に保持する必要があるが、緩衝材
は使用後に熱膨張しているためセラミックトラップ３１
そのものを外筒４１より壊さずに取り出すことは困難で
ある。そこで、トラップアッセンブリ１５をユニットと
して外筒４１ごと交換可能とすることによりサービス性
と保守性とを向上させることができる。また、外筒ごと
取り出すことにより機外での再生をも容易に行うことが
できる。さらに、トラップアッセンブリ１５の組み込み
個数を適宜かえることにより小型車両から大型車両まで
容量の異なったシステムに適合させることができる。な
お、第５図において４９は入口側マニホールドに固定さ
れた入口パイプ、５１は該パイプに固定された排ガス分
散板、５３はフランジ４３ａ，４５ａに設けられた開
口、５５は出口側マニホールドに設けられた出口パイプ
をそれぞれ示す。
うに、周囲を熱膨張シールやワイヤメッシュ等の緩衝材
３９で巻きさらにその上を金属の外筒４１で覆ってトラ
ップアッセンブリ１５とし、このトラップアッセンブリ
１５を単数または複数個（図示例では２個）第５図に示
すように、排気装置の入口側マニホールド部分４３と出
口側マニホールド部分４５のフランジ４３ａ，４５ａ間
に挟み込み、必要に応じてスペーサを介してこれを複数
個のボルト、ナット４７で固定する。セラミックトラッ
プ３１は割れやすく、熱膨張シールやワイヤメッシュ等
の緩衝材３９で防振的に保持する必要があるが、緩衝材
は使用後に熱膨張しているためセラミックトラップ３１
そのものを外筒４１より壊さずに取り出すことは困難で
ある。そこで、トラップアッセンブリ１５をユニットと
して外筒４１ごと交換可能とすることによりサービス性
と保守性とを向上させることができる。また、外筒ごと
取り出すことにより機外での再生をも容易に行うことが
できる。さらに、トラップアッセンブリ１５の組み込み
個数を適宜かえることにより小型車両から大型車両まで
容量の異なったシステムに適合させることができる。な
お、第５図において４９は入口側マニホールドに固定さ
れた入口パイプ、５１は該パイプに固定された排ガス分
散板、５３はフランジ４３ａ，４５ａに設けられた開
口、５５は出口側マニホールドに設けられた出口パイプ
をそれぞれ示す。
第６図および第７図は本発明におけるコントロールの内
容をフローチャートによって示す。以下、本発明におけ
る作用をこのコントロールの内容に沿って説明する。
容をフローチャートによって示す。以下、本発明におけ
る作用をこのコントロールの内容に沿って説明する。
本発明におけるコントロールは第６図に示された再生コ
ントロールと第７図に示されたタイマ割り込みによる温
度コントロールの双方を含む。
ントロールと第７図に示されたタイマ割り込みによる温
度コントロールの双方を含む。
再生コントロールにおいては、まず、建築機械の実稼動
モードにてシステムをスタートさせるとバタフライ弁が
全開し、インジケータランプ緑が点灯する（ステップ
１，２）。この場合トラップ装置入口の排圧Ｐが、その
都度のエンジン回転速度により算出される規定下限値Ｐ
Ｌと比較され、該排圧Ｐが規定下限値ＰＬ以下であるな
らばバルブ５の全開及びインジケータランプ緑点灯が継
続される（ステップ１４）。該排圧Ｐが規定下限値ＰＬ
を越えているならばコントローラ２３をモード切り換え
スイッチ２５により自動再生モードとしておくと、トラ
ップ装置入口の排圧Ｐがその都度のエンジン回転速度よ
り算出される規定範囲の規定上限値ＰＨと比較され、該
排圧Ｐが規定上限値以下であるならばインジケータラン
プ緑が点灯したまま通常運転が行われる（ステップ３，
４）。上記規定上限値ＰＨは、規定下限値ＰＬととも
に、コントローラ２３によって一定時間ごとにエンジン
の回転センサ２１より読み込まれた回転速度に基づき所
定の算式に従って算出される（第８図参照）。この通常
運転の状態では、トラップ装置１３により捕集された黒
煙粒子は先に述べた触媒の作用のもとで当該トラップ装
置内に導入される排ガスによって燃焼される。建設機械
の実稼動モードでは、トラップ装置直前の排ガス温度が
５００℃を越える場合が多く、黒煙粒子は排ガスによっ
て十分燃焼し、排圧Ｐも規定上限値ＰＨをこえることは
ほとんど無い。
モードにてシステムをスタートさせるとバタフライ弁が
全開し、インジケータランプ緑が点灯する（ステップ
１，２）。この場合トラップ装置入口の排圧Ｐが、その
都度のエンジン回転速度により算出される規定下限値Ｐ
Ｌと比較され、該排圧Ｐが規定下限値ＰＬ以下であるな
らばバルブ５の全開及びインジケータランプ緑点灯が継
続される（ステップ１４）。該排圧Ｐが規定下限値ＰＬ
を越えているならばコントローラ２３をモード切り換え
スイッチ２５により自動再生モードとしておくと、トラ
ップ装置入口の排圧Ｐがその都度のエンジン回転速度よ
り算出される規定範囲の規定上限値ＰＨと比較され、該
排圧Ｐが規定上限値以下であるならばインジケータラン
プ緑が点灯したまま通常運転が行われる（ステップ３，
４）。上記規定上限値ＰＨは、規定下限値ＰＬととも
に、コントローラ２３によって一定時間ごとにエンジン
の回転センサ２１より読み込まれた回転速度に基づき所
定の算式に従って算出される（第８図参照）。この通常
運転の状態では、トラップ装置１３により捕集された黒
煙粒子は先に述べた触媒の作用のもとで当該トラップ装
置内に導入される排ガスによって燃焼される。建設機械
の実稼動モードでは、トラップ装置直前の排ガス温度が
５００℃を越える場合が多く、黒煙粒子は排ガスによっ
て十分燃焼し、排圧Ｐも規定上限値ＰＨをこえることは
ほとんど無い。
しかしながら、低負荷運転が長く続くなどして、トラッ
プ装置に捕集された黒煙粒子がトラップ装置を目詰まり
させると、排圧Ｐが上昇してエンジンの性能低下をきた
す。そこで本発明ではかかる場合にトラップ装置内の黒
煙粒子を強制燃焼させてトラップ装置を再生させるよう
にしてある。
プ装置に捕集された黒煙粒子がトラップ装置を目詰まり
させると、排圧Ｐが上昇してエンジンの性能低下をきた
す。そこで本発明ではかかる場合にトラップ装置内の黒
煙粒子を強制燃焼させてトラップ装置を再生させるよう
にしてある。
すなわち、排圧Ｐが規定上限値ＰＨ（例えば５％程度の
エンジン出力低下を引き起こす排圧に相当）を越える
と、オレンジのインジケータランプが点灯されるととも
に、吸気系に介装されたバタフライバルブ５が軽度の吸
気絞りを行うようにアクチュエータ７が作動される（ス
テップ５，６，７）。この自動再生は建設機械の実稼動
中に行われるのでバタフライバルブ５を過度に絞ること
はできない。これによりトラップ装置内の排ガス温度が
上昇せしめられて黒煙粒子が強制燃焼される。このよう
にして強制燃焼とともに排圧Ｐが徐々に低下し、その都
度のエンジン回転速度より求められる規定下限値ＰＬ以
下になるとバタフライバルブが全開され通常運転に戻さ
れる（ステップ８、１）。この規定下限値ＰＬは例えば
トラップ装置にほとんど目詰まりが無い場合の排圧抵抗
値とすることができる。もし、強制燃焼の途中でたとえ
排圧Ｐが規定下限値ＰＬ以下に下がらない場合でも通常
運転に戻したい時には、自動再生モードを切ればよい
（ステップ９，１０、１）。
エンジン出力低下を引き起こす排圧に相当）を越える
と、オレンジのインジケータランプが点灯されるととも
に、吸気系に介装されたバタフライバルブ５が軽度の吸
気絞りを行うようにアクチュエータ７が作動される（ス
テップ５，６，７）。この自動再生は建設機械の実稼動
中に行われるのでバタフライバルブ５を過度に絞ること
はできない。これによりトラップ装置内の排ガス温度が
上昇せしめられて黒煙粒子が強制燃焼される。このよう
にして強制燃焼とともに排圧Ｐが徐々に低下し、その都
度のエンジン回転速度より求められる規定下限値ＰＬ以
下になるとバタフライバルブが全開され通常運転に戻さ
れる（ステップ８、１）。この規定下限値ＰＬは例えば
トラップ装置にほとんど目詰まりが無い場合の排圧抵抗
値とすることができる。もし、強制燃焼の途中でたとえ
排圧Ｐが規定下限値ＰＬ以下に下がらない場合でも通常
運転に戻したい時には、自動再生モードを切ればよい
（ステップ９，１０、１）。
上記の強制燃焼は建設機械を定位置に停止した状態で行
うこともできる。この場合には、排圧Ｐが規定下限値Ｐ
Ｌをこえている状態においてコントローラを手動再生モ
ードに切り換え、オペレータが再生開始スイッチ２７を
入れることにより行うことができる（ステップ６，１
１，９，１０）。すなわち、再生開始スイッチ２７を入
れるとアクチュエータ７によりバタフライバルブ５が過
度の吸気絞りを行うよう作動される（ステップ１２，１
５）。これにより排ガス温度がさらに高温に上昇され
（例えば５５０℃）トラップ装置の再生が短時間で行わ
れる。この強制燃焼は排圧Ｐが規定下限値ＰＬとなるま
で続けられ、排圧Ｐが規定下限値ＰＬ以下に下がるとバ
タフライバルブが全開されて通常運転に戻される（ステ
ップ８、１）。また、強制燃焼の途中で通常運転に戻し
たいときには再生スイッチを切ればよい（ステップ９，
１０、１）。
うこともできる。この場合には、排圧Ｐが規定下限値Ｐ
Ｌをこえている状態においてコントローラを手動再生モ
ードに切り換え、オペレータが再生開始スイッチ２７を
入れることにより行うことができる（ステップ６，１
１，９，１０）。すなわち、再生開始スイッチ２７を入
れるとアクチュエータ７によりバタフライバルブ５が過
度の吸気絞りを行うよう作動される（ステップ１２，１
５）。これにより排ガス温度がさらに高温に上昇され
（例えば５５０℃）トラップ装置の再生が短時間で行わ
れる。この強制燃焼は排圧Ｐが規定下限値ＰＬとなるま
で続けられ、排圧Ｐが規定下限値ＰＬ以下に下がるとバ
タフライバルブが全開されて通常運転に戻される（ステ
ップ８、１）。また、強制燃焼の途中で通常運転に戻し
たいときには再生スイッチを切ればよい（ステップ９，
１０、１）。
また、排圧Ｐが規定上限値ＰＬを越えない場合であって
も、随時（例えば定期点検時等）排圧Ｐが規定下限値Ｐ
Ｌとなるべく強制燃焼させることができるようになって
いる。すなわちこの場合はコントローラを手動再生モー
ドとし、オペレータが再生スイッチを入れることにより
オレンジのインジケータランプが点灯され（ステップ
３，１３，５）、バタフライバルブが過度の吸気絞りを
行うようアクチュエータ７が作動される（ステップ６，
１１，１２）。この場合再生スイッチを切れば通常運転
状態に戻される（ステップ１３，４あるいはステップ１
１，４）。
も、随時（例えば定期点検時等）排圧Ｐが規定下限値Ｐ
Ｌとなるべく強制燃焼させることができるようになって
いる。すなわちこの場合はコントローラを手動再生モー
ドとし、オペレータが再生スイッチを入れることにより
オレンジのインジケータランプが点灯され（ステップ
３，１３，５）、バタフライバルブが過度の吸気絞りを
行うようアクチュエータ７が作動される（ステップ６，
１１，１２）。この場合再生スイッチを切れば通常運転
状態に戻される（ステップ１３，４あるいはステップ１
１，４）。
第７図は、エンジンの過熱防止のため上記トラップ装置
の再生中にタイマ割り込みによって行われる排ガスの温
度コントロールのフローチャートを示す。すなわち、コ
ントローラ２３は一定時間ごとに回転センサ２１よりエ
ンジンの回転速度Ｎを読み込み、この回転速度より規定
上限値ＰＨと規定下限値ＰＬとを算出するとともに、温
度センサ１９よりその都度の排ガス温度Ｔを読み込み、
該排ガス温度Ｔとあらかじめセットされた上限温度Ｔ
ＭＡＸとを比較する（ステップ１，２，３，４）。排ガ
ス温度Ｔが上限温度ＴＭＡＸ以下である場合はコントロ
ールが終了する（ステップ５）。しかし排ガス温度Ｔが
上限温度ＴＭＡＸを越える場合は（ステップ６）バタフ
ライバルブが全開されているか否かによってコントロー
ルが異なる。すなわち、バタフライバルブ５が全開とな
っている場合はコントロールが終了する（なおこの場合
は車両を停止させるなどの付加的なコントロールを行
う）。またバタフライバルブが全開となっていない場合
はバタフライバルブを全開させ同時にインジケータラン
プ赤を点灯させるとともに、再び排ガス温度Ｔを読み込
み、該排ガス温度Ｔをあらかじめセットされた許容温度
ＴＡＬＷ（ＴＡＬＷ＜ＴＭＡＸ）と比較する（ステップ
７，８，９，１０）。そして排ガス温度Ｔが許容Ｔ
ＡＬＷ以下となるとコントロールが終了する（ステップ
５）。
の再生中にタイマ割り込みによって行われる排ガスの温
度コントロールのフローチャートを示す。すなわち、コ
ントローラ２３は一定時間ごとに回転センサ２１よりエ
ンジンの回転速度Ｎを読み込み、この回転速度より規定
上限値ＰＨと規定下限値ＰＬとを算出するとともに、温
度センサ１９よりその都度の排ガス温度Ｔを読み込み、
該排ガス温度Ｔとあらかじめセットされた上限温度Ｔ
ＭＡＸとを比較する（ステップ１，２，３，４）。排ガ
ス温度Ｔが上限温度ＴＭＡＸ以下である場合はコントロ
ールが終了する（ステップ５）。しかし排ガス温度Ｔが
上限温度ＴＭＡＸを越える場合は（ステップ６）バタフ
ライバルブが全開されているか否かによってコントロー
ルが異なる。すなわち、バタフライバルブ５が全開とな
っている場合はコントロールが終了する（なおこの場合
は車両を停止させるなどの付加的なコントロールを行
う）。またバタフライバルブが全開となっていない場合
はバタフライバルブを全開させ同時にインジケータラン
プ赤を点灯させるとともに、再び排ガス温度Ｔを読み込
み、該排ガス温度Ｔをあらかじめセットされた許容温度
ＴＡＬＷ（ＴＡＬＷ＜ＴＭＡＸ）と比較する（ステップ
７，８，９，１０）。そして排ガス温度Ｔが許容Ｔ
ＡＬＷ以下となるとコントロールが終了する（ステップ
５）。
なお、上記の実施例においてはとくに自動再生モードと
手動再生モードとを切り換え可能として建設機械の実稼
動状態と停止状態にて再生できるようにしたが、本発明
では自動再生モードのみを使用してもよい。また、上記
の実施例ではとくにバタフライバルブをトラップ装置の
圧力センサと温度センサからの双方からの信号により開
閉制御しているが、本発明においては圧力センサからの
信号のみによって制御を行ってもよい。
手動再生モードとを切り換え可能として建設機械の実稼
動状態と停止状態にて再生できるようにしたが、本発明
では自動再生モードのみを使用してもよい。また、上記
の実施例ではとくにバタフライバルブをトラップ装置の
圧力センサと温度センサからの双方からの信号により開
閉制御しているが、本発明においては圧力センサからの
信号のみによって制御を行ってもよい。
［効 果］ 以上のように、本発明によれば実稼動に実質的に影響を
及ぼすことなく、かつ特別な加熱装置を必要とすること
なく排ガスによって黒煙粒子をコントロール可能に燃焼
させることができ、またセラミックトラップアッセンブ
リを建設機械に組み込んだままトラップ装置を再生する
ことができるのでサービス性と耐久性に優れたディーゼ
ルエンジンのスモーク低減方法が提供される。
及ぼすことなく、かつ特別な加熱装置を必要とすること
なく排ガスによって黒煙粒子をコントロール可能に燃焼
させることができ、またセラミックトラップアッセンブ
リを建設機械に組み込んだままトラップ装置を再生する
ことができるのでサービス性と耐久性に優れたディーゼ
ルエンジンのスモーク低減方法が提供される。
第１図は本発明方法に使用される装置例を示す概略構成
図、第２図は同装置に使用されるセラミックトラップの
縦断面図、第３図は同セラミックトラップの端面図、第
４図セラミックトラップアッセンブリの縦断面図、第５
図は同装置に使用されるトラップ装置を一部断面にて示
す拡大図、第６図は上記実施例装置における再生コント
ロールの内容を示すフローチャート、第７図は同実施例
装置の温度コントロールの内容を示すフローチャート、
第８図はエンジン回転数と使用圧力範囲との関係を示す
グラフである。 １……エンジン、５……バタフライバルブ ７……アクチュエータ、１３……トラップ装置 １５……セラミックトラップアッセンブリ １７……圧力センサ、１９……温度センサ ２１……回転センサ、２３……コントローラ ２５……モード切り換えスイッチ ２９……インジケータ ３１……セラミックトラップ ３３……内部通路、３７……多孔質薄壁 ３９……緩衝材、４１……外筒 ４３……入口側マニホールド部分 ４５……出口側マニホールド部分 ５７……フランジ、５９……ケーシング ６１，６３……フランジ、６５……プレート
図、第２図は同装置に使用されるセラミックトラップの
縦断面図、第３図は同セラミックトラップの端面図、第
４図セラミックトラップアッセンブリの縦断面図、第５
図は同装置に使用されるトラップ装置を一部断面にて示
す拡大図、第６図は上記実施例装置における再生コント
ロールの内容を示すフローチャート、第７図は同実施例
装置の温度コントロールの内容を示すフローチャート、
第８図はエンジン回転数と使用圧力範囲との関係を示す
グラフである。 １……エンジン、５……バタフライバルブ ７……アクチュエータ、１３……トラップ装置 １５……セラミックトラップアッセンブリ １７……圧力センサ、１９……温度センサ ２１……回転センサ、２３……コントローラ ２５……モード切り換えスイッチ ２９……インジケータ ３１……セラミックトラップ ３３……内部通路、３７……多孔質薄壁 ３９……緩衝材、４１……外筒 ４３……入口側マニホールド部分 ４５……出口側マニホールド部分 ５７……フランジ、５９……ケーシング ６１，６３……フランジ、６５……プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸澤 祥二 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 佐藤 正法 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 小田部 喜三郎 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 恩田 守 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−187512（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】エンジンの排気系に、内部通路壁に黒煙の
燃焼温度を低下せしめる触媒を担持されたハニカム構造
のセラミックトラップアッセンブリを含む黒煙粒子捕集
用のトラップ装置を介装し；該トラップ装置の入口部に
圧力センサを設け；エンジンの回転センサからの速度信
号よりトラップ装置の排圧規定範囲をもとめ、該排圧規
定範囲と前記圧力センサからの排圧とを比較し、いかな
る運転状態においても当該トラップ装置内の排圧が該排
圧規定範囲の規定上限値を越えた際にエンジンの吸気系
に組込んだバタフライバルブを絞り、排圧が規定下限値
以下となった場合に該バタフライバルブを全開させるこ
とによりトラップ装置内の黒煙粒子の燃焼速度をコント
ロールすることを特徴とする建設機械用ディーゼルエン
ジンのスモーク低減方法。 - 【請求項２】前記バタフライバルブの開閉制御を自動再
生モードと手動再生モードとで切換え可能となし、自動
再生モードでは前記バタフライバルブの絞りを軽絞りと
なし、手動再生モードでは前記バタフライバルブの絞り
を過度絞りとすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のスモーク低減方法。 - 【請求項３】前記トラップ装置の入口部に温度センサを
設け、該温度センサからの温度とあらかじめ設定した上
限温度とを所定時間ごとに比較して当該トラップ装置内
の温度が上限温度を越えた際にバタフライバルブ全開さ
せるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載のスモーク低減方法。 - 【請求項４】前記温度センサからの温度信号をあらかじ
め設定した許容温度と比較してトラップ装置内の温度が
許容温度以下に下がるまでバタフライバルブの全開を維
持することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のス
モーク低減方法。 - 【請求項５】前記触媒としてパラジウム系、ベースメタ
ル系触媒を使用する特許請求の範囲第１項記載のスモー
ク低減方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26359087A JPH0610410B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | エンジンのスモーク低減方法 |
| US07/217,418 US4884398A (en) | 1987-10-19 | 1988-07-08 | Method of and apparatus for reducing engine smoke emissions |
| CA000571821A CA1314487C (en) | 1987-10-19 | 1988-07-12 | Method of and apparatus for reducing engine and smoke emissions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26359087A JPH0610410B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | エンジンのスモーク低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01106917A JPH01106917A (ja) | 1989-04-24 |
| JPH0610410B2 true JPH0610410B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17391661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26359087A Expired - Lifetime JPH0610410B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | エンジンのスモーク低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610410B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4556800B2 (ja) * | 2005-08-05 | 2010-10-06 | 日産自動車株式会社 | エンジンの背圧制御装置 |
| JP5667782B2 (ja) * | 2010-04-30 | 2015-02-12 | ヤンマー株式会社 | 作業機の排気ガス浄化システム |
| JP6165072B2 (ja) | 2014-01-31 | 2017-07-19 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
| CN109798174B (zh) * | 2019-03-04 | 2023-07-07 | 南京航空航天大学 | 一种带涉水安全保护的汽车排气装置及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187512A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-01 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼルエンジン用粒子捕集器の再生方法 |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP26359087A patent/JPH0610410B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01106917A (ja) | 1989-04-24 |
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